CN108854977A - 一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108854977A
CN108854977A CN201810856796.9A CN201810856796A CN108854977A CN 108854977 A CN108854977 A CN 108854977A CN 201810856796 A CN201810856796 A CN 201810856796A CN 108854977 A CN108854977 A CN 108854977A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sponge
graphene oxide
preparation
oil suction
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810856796.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810856796.9A priority Critical patent/CN108854977A/zh
Publication of CN108854977A publication Critical patent/CN108854977A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/223—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B01J20/28045—Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供了一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法，本发明利用添加了聚乙烯醇空心微球的氧化石墨烯水溶液和正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠制成的混合液对海绵进行第一次浸渍处理，正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠遇水形成凝胶状物质，经凝固处理后会在海绵内外形成形状随机不确定的氧化石墨烯膜状物，经还原和加热处理后，除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上会形成很多孔洞，从而获得疏水吸油的石墨烯复合海绵；接着利用浸渍液处理，进一步提高产品的疏水和吸油性能。

Description

一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法。
背景技术
随着原油海上运输的发展，石油泄漏造成的海洋等水资源污染成为人们面临的主要环境问题之一。石油还会带来很多有机溶剂，不仅存在起火、爆炸等安全隐患，而且对环境和人类健康都会造成不可逆转的严重危害，亟待得到有效的遏制和解决。
运用吸油材料吸附回收是一种简单快捷的污水处理方法，传统的吸油材料包括无机材料、天然有机材料和有机合成材料等，但是现有的吸油材料普遍存在吸附效率低的问题，不能满足环境治理要求。
海绵本身具有丰富的三维孔隙，能够储存大量液体，凭此特点海绵成为吸油材料的候选之一。但是，现有的海绵大部分是亲水的，不适用于吸油，故对其进行疏水吸油改性便成为当务之急。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法，该复合材料具有优异的疏水吸油性能。
为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：
一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理20～30分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1300～1400℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，120～140℃浸渍处理20～30分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
优选的，所述海绵选自聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵、聚酯海绵、聚醚海绵或聚乙烯醇海绵中的任一种。
优选的，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100:2～3:1～2:1～2，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:95～110混合并超声分散而得。
优选的，步骤（1）中，超声波振荡时间为40～50分钟。
优选的，步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于60～70℃的凝固液中停留50～60s。
进一步优选的，所述凝固液是由质量浓度12～15%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度10～13%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度5～8%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
优选的，步骤（2）中，采用质量浓度50～60%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2～3g：1L。
进一步优选的，还原反应在回流条件下进行2～3小时。
优选的，步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
优选的，步骤（2）中，以20～30℃的升温速率加热至所述温度范围。
优选的，步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1:2～3:2～3。
一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
本发明的有益效果是：
本发明利用添加了聚乙烯醇空心微球的氧化石墨烯水溶液和正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠制成的混合液对海绵进行第一次浸渍处理，正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠遇水形成凝胶状物质，经凝固处理后会在海绵内外形成形状随机不确定的氧化石墨烯膜状物，经还原和加热处理后，除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上会形成很多孔洞，从而获得疏水吸油的石墨烯复合海绵；接着利用浸渍液处理，进一步提高产品的疏水和吸油性能。
本发明中氧化石墨烯水溶液的浓度非常关键，其是将氧化石墨烯与去离子水按照特定质量比混合并超声分散而得，去离子水用量过少，正硅酸四乙酯水解作用不够充分，影响凝胶化，去离子水用量过多，也会减弱形成凝胶物质的强度，均会影响所得膜状物的形成，以及后续形成的孔洞均匀性差，进而影响最终产品的性能。
凝固处理时采用特定浓度的氯化钙的乙醇水溶液、氯化钙的丙三醇水溶液和硝酸钙的乙醇水溶液按照特定体积比混合而成，三者协同配合，有利于膜状物的形成。
氧化石墨烯还原为石墨烯时选用了水合肼溶液作为还原剂，与其他还原剂相比，不会对产品性能产生不良影响。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明涉及的聚乙烯醇空心微球根据文献“聚乙烯醇空心微球的制备及其对尿素的缓释作用”（邵兵等，安徽农业科学，2008，36（33），14383-14385，14395）中的方法制备得到。
实施例1
一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理20分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1300℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，120℃浸渍处理20分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100:2:1:1，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:95混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为40分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于60℃的凝固液中停留50s。凝固液是由质量浓度12%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度10%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度5%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度50%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2g：1L。还原反应在回流条件下进行2小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以20℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1:2:2。
一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
实施例2
一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理30分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1400℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中， 140℃浸渍处理30分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100: 3: 2: 2，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1: 110混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为50分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于70℃的凝固液中停留60s。凝固液是由质量浓度15%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度13%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度8%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度60%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比3g：1L。还原反应在回流条件下进行3小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以30℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1: 3: 3。
一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
实施例3
一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理20分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1400℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，120℃浸渍处理30分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100:2: 2:1，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1: 110混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为40分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于70℃的凝固液中停留50s。凝固液是由质量浓度15%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度10%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度8%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度50%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比3g：1L。还原反应在回流条件下进行2小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以30℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1:2: 3。
一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
实施例4
一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理30分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1300℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中， 140℃浸渍处理20分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100: 3:1: 2，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:95混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为50分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于60℃的凝固液中停留60s。凝固液是由质量浓度12%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度13%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度5%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度60%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2g：1L。还原反应在回流条件下进行3小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以20℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1: 3:2。
一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
实施例5
一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理25分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1350℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，130℃浸渍处理25分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100:2.5:1.5:1.5，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:100混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为45分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于65℃的凝固液中停留55s。凝固液是由质量浓度13%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度12%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度6%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度55%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2g：1L。还原反应在回流条件下进行3小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以25℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1:2.5:2.5。
一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
对比例1
一种海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理25分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1350℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，130℃浸渍处理25分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯的质量比为100:2.5:1.5，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:100混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为45分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于65℃的凝固液中停留55s。凝固液是由质量浓度13%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度12%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度6%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度55%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2g：1L。还原反应在回流条件下进行3小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以25℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1:2.5:2.5。
一种海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
对比例2
一种海绵复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理25分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1350℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，130℃浸渍处理25分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
其中，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比为100:2.5:1.5:1.5，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:100混合并超声分散而得。
步骤（1）中，超声波振荡时间为45分钟。
步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于65℃的凝固液中停留55s。凝固液是由质量浓度13%氯化钙的乙醇水溶液、质量浓度12%氯化钙的丙三醇水溶液和质量浓度6%硝酸钙的乙醇水溶液按照体积比1：1.1：1.3混合而成，其中，乙醇水溶液的体积浓度为70%，丙三醇水溶液的体积浓度为60%。
步骤（2）中，采用质量浓度55%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2g：1L。还原反应在回流条件下进行3小时。
步骤（2）中，采用去离子水洗涤。
步骤（2）中，以25℃的升温速率加热至所述温度范围。
步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为1:2.5。
一种海绵复合材料，是通过上述制备方法得到的。
试验例
检测实施例1～5和对比例1～2的海绵复合材料密度（GB/T 1933-2009）和疏水角（KSVCAM 200接触角测量仪，Helsinki，芬兰），结果见表1。
表1.密度和疏水角检测结果
密度（g/cm3） 疏水角（°）
实施例1 0.135 170
实施例2 0.135 170
实施例3 0.132 171
实施例4 0.131 171
实施例5 0.123 173
对比例1 0.258 155
对比例2 0.135 160
由表1可知，实施例1～5的海绵复合材料密度小，说明其孔隙率大，疏水角大，说明其疏水性能好。对比例1未使用聚丙烯酸钠进行成膜处理，对比例2未引入亚磷酸一苯二异辛酯进行浸渍处理，疏水性能明显较差。
采用实施例1～5和对比例1～2的海绵复合材料进行吸附-挤压回收试验，用油、有机溶剂作为吸附对象，对海绵复合材料吸附前后进行称重，（吸附后重量-吸附前重量）/吸附前重量，得到吸附倍数，吸附后采用物理挤压的方式将溶剂或油回收，撤去压力后海绵复合材料在自身弹力作用下恢复原状，可继续进行第2次吸附试验。经过10次重复试验，试验结果见表2。
表2.吸附性能测试结果
由表2可知，实施例1～5的海绵复合材料对油或有机溶剂具有极佳的吸附性能，对比例1和对比例2的海绵复合材料吸附性能明显变差。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）向氧化石墨烯水溶液中加入聚乙烯醇空心微球，搅拌均匀，加入正硅酸四乙酯和聚丙烯酸钠，超声波振荡，加入海绵使其浸透，静置浸渍处理20～30分钟，取出后凝固使得海绵内外形成多个膜状物；
（2）还原，洗涤，然后加热至1300～1400℃除去聚乙烯醇空心微球，膜状物上形成孔洞，得到石墨烯复合海绵；
（3）四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯混合搅拌制成浸渍液，将石墨烯复合海绵加入浸渍液中，120～140℃浸渍处理20～30分钟，取出沥干，得到一种疏水吸油改性海绵复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海绵选自聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵、聚酯海绵、聚醚海绵或聚乙烯醇海绵中的任一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液中所含氧化石墨烯与聚乙烯醇空心微球、正硅酸四乙酯、聚丙烯酸钠的质量比约为100:2～3:1～2:1～2，其中，氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯与去离子水按照质量比1:95～110混合并超声分散而得。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，超声波振荡时间为40～50分钟。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，凝固的工艺条件为：将浸渍处理后的海绵置于60～70℃的凝固液中停留50～60s。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，采用质量浓度50～60%的水合肼溶液进行还原，氧化石墨烯与水合肼溶液的质量体积比2～3g：1L。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，以20～30℃的升温速率加热至所述温度范围。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，四丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和亚磷酸一苯二异辛酯的质量比为1:2～3:2～3。
9.一种疏水吸油改性海绵复合材料，是通过权利要求1～8中任一项所述制备方法得到的。
CN201810856796.9A 2018-07-31 2018-07-31 一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法 Withdrawn CN108854977A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810856796.9A CN108854977A (zh) 2018-07-31 2018-07-31 一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810856796.9A CN108854977A (zh) 2018-07-31 2018-07-31 一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108854977A true CN108854977A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64306850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810856796.9A Withdrawn CN108854977A (zh) 2018-07-31 2018-07-31 一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108854977A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109305815A (zh) * 2018-12-12 2019-02-05 雅安远创陶瓷有限责任公司 一种高强度多孔陶瓷及其制备工艺
CN109847722A (zh) * 2019-01-24 2019-06-07 复旦大学 一种原位组装聚乙烯醇复合碳基疏水吸油材料及其制备方法
CN110183723A (zh) * 2019-06-27 2019-08-30 中素新科技有限公司 石墨烯基吸油海绵及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140057782A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 National Tsing Hua University Superhydrophobic and superoleophilic composite
CN105906898A (zh) * 2016-04-28 2016-08-31 安徽扬天塑业科技有限公司 一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料
CN106040198A (zh) * 2016-08-01 2016-10-26 广西南宁桂尔创环保科技有限公司 一种去除工业废水中铜离子的吸附剂制备方法
CN106693444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 西南石油大学 一种可再生的超疏水石墨烯基吸油海绵的制备方法
CN106977764A (zh) * 2017-04-26 2017-07-25 李忠 一种超疏水超亲油海绵及其制备方法
CN107570127A (zh) * 2017-09-08 2018-01-12 浙江工业大学 一种石墨烯基油水分离泡沫材料及其制备方法和应用
CN107601476A (zh) * 2017-09-11 2018-01-19 长沙小新新能源科技有限公司 一种高性能石墨烯多孔膜的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140057782A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 National Tsing Hua University Superhydrophobic and superoleophilic composite
CN105906898A (zh) * 2016-04-28 2016-08-31 安徽扬天塑业科技有限公司 一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料
CN106040198A (zh) * 2016-08-01 2016-10-26 广西南宁桂尔创环保科技有限公司 一种去除工业废水中铜离子的吸附剂制备方法
CN106693444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 西南石油大学 一种可再生的超疏水石墨烯基吸油海绵的制备方法
CN106977764A (zh) * 2017-04-26 2017-07-25 李忠 一种超疏水超亲油海绵及其制备方法
CN107570127A (zh) * 2017-09-08 2018-01-12 浙江工业大学 一种石墨烯基油水分离泡沫材料及其制备方法和应用
CN107601476A (zh) * 2017-09-11 2018-01-19 长沙小新新能源科技有限公司 一种高性能石墨烯多孔膜的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曾强等: ""具有宽频与可控微波吸收性能的石墨烯空心微球的自组装"", 《材料研究学报》 *
董佳群: ""聚乙烯醇微球的合成与性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109305815A (zh) * 2018-12-12 2019-02-05 雅安远创陶瓷有限责任公司 一种高强度多孔陶瓷及其制备工艺
CN109847722A (zh) * 2019-01-24 2019-06-07 复旦大学 一种原位组装聚乙烯醇复合碳基疏水吸油材料及其制备方法
CN110183723A (zh) * 2019-06-27 2019-08-30 中素新科技有限公司 石墨烯基吸油海绵及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108854977A (zh) 一种疏水吸油改性海绵复合材料及其制备方法
CN103756006B (zh) 一种超轻、疏水、高吸油率的纳米纤丝化纤维素气凝胶的制备方法
CN105924686B (zh) 一种生物基聚合物气凝胶吸油材料及其制备方法
CN104386684B (zh) 一种石墨烯的制备方法及石墨烯
CN108212114A (zh) 一种铜离子印迹复合吸附材料及其制备方法
CN104056607B (zh) 一种浒苔凝胶吸油材料及其制备方法
CN103980530A (zh) 一种海藻纤维素气凝胶吸油材料的制备方法
CN106861622A (zh) 一种处理富营养化水体的水处理剂
CN104017236A (zh) 一种有机-无机杂化超疏水改性细菌纤维素气凝胶吸油材料的制备方法
CN106833572B (zh) 一种固化水暂堵压井工作液及其制备、排液方法
CN106750380A (zh) 一种改性聚合物环保复合水凝胶及其在处理重金属污水中的应用
CN110155990A (zh) 一种石墨烯气凝胶及其制备方法
CN106700121A (zh) 一种高效油水分离壳聚糖海绵及其制备方法
CN106861657A (zh) 还原氧化石墨烯‑聚氨酯双海绵吸附膜及其制备方法和应用
CN106853362A (zh) 一种吸附氟的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法
CN105817194A (zh) 一种可回收的海面油污吸附球的制备方法
CN107020068B (zh) 一种用于油水分离的碳纳米管增强的超疏水乙基纤维素海绵的制备方法
CN104194028A (zh) 一种三元硅氧烷海绵的制备方法及用途
CN106268675B (zh) 一种三乙烯四胺改性磁性棕榈树皮吸附剂的制备
CN103333286A (zh) 一种吸油树脂及其制备方法
CN106256848A (zh) 一种基于超支化重氮盐的聚氨酯亲水改性的方法
CN107880219B (zh) 一种力学性能和溶胀率可控的水凝胶及其制备方法与应用
CN110157014A (zh) 一种高性能复合水凝胶在离子液体中的制备方法
CN116351403B (zh) MXene/rGO气凝胶、PDA/CS/MXene/rGO气凝胶及其制备方法和应用
CN106431185A (zh) 一种利用纤维增韧SiO2气凝胶吸油的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20181123